В процессе развития эмбриона на него воздействуют ещё не изученные в полной мере механические силы, которые и создают ему условия для роста. Долгое время внимание учёных было сосредоточено на том, как гены и другие биомолекулы формируют наше тело; главным образом потому, что инструменты для анализа этих сигналов более доступны и постоянно совершенствуются. Механическим силам уделялось гораздо меньше внимания, но теперь несправедливость последних десятилетий в отношении биомеханики клетки будет исправляться.
«Рассматривать только гены и биомолекулы — это все равно что пытаться написать книгу только с половиной букв алфавита”, — рассказал журналу Nature Ксавье Трепат, механобиолог из Института биоинженерии в Барселоне, Испания.
Теперь немало учёных сосредотачивается на механизмах, с помощью которых клетки воспринимают механическую силу и генерируют её. Для экспериментов у них есть лазеры и микропипетки, магнитные частицы и специальные микроскопы. Правда, объектом исследований in vivo зачастую становятся животные, на которых учёные исследуют механические сигналы, или ткани, выращенные в лабораторных условиях.
«Эти исследования in vivo сопряжены со многими проблемами, такими как измерение крошечных количеств силы в сложных тканях, но они являются ключом к пониманию роли механической силы в формировании жизни», — пояснил изданию Роберто Майор, биолог из Университетского колледжа Лондона. А ведь в процессе того, как эмбрион млекопитающего создает свою переднюю и заднюю части, голову и хвост ведущую роль имеют физические явления (на это воздействуют давление жидкости и плотность клеток).
Интересные процессы учёные имели возможность наблюдать на ранней стадии развития эмбриона мышей. Клетки сначала сформировали большую полость, заполненную жидкостью. Затем она стала заполняться, и клетки, которые затем превращались в плод, начали сдвигаться в одну сторону. Там появились «водяные кармашки» — маленькие пузырьки, наполняемые жидкостью вокруг эмбриона. Её как бы вытесняла более концентрированная жидкость вокруг пузырька.
Что это было за давление, которое оказывалось на жидкость, и по какому принципу природа отобрала эмбрионы, которые затем превратила в живые существа?
Когда этот принцип будет ясен, практики в лабораториях экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) смогут более эффективно отбирать перспективные клетки.
Помимо общегуманитарных задач, по мере продвижения науки появятся и практические результаты — например, в области терапии рака или лечения бесплодия.
